EBZ160掘进机设计研究报告

EBZ160掘进机设计研究报告 EBZ160掘进机设计研究报告一、概述我国是世界煤炭第一生产和消费大国，由于我国富煤少油，所以煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位。近年来，国际油价高涨，这在某种程度上，更加凸显了我国煤炭资源的战略意义。建设强大的煤炭工业须有强大的煤矿机械制造能力作为后盾。生产能力总体水平落后正在制约着煤炭工业的快速发展，目前全国采煤机械化程度仅为42%，众多小煤矿仍沿用传统落后的开采方式。正是在这种形势下，作为长期从事矿山运输、选矿设备制造的沈矿机械集团，进入煤矿采掘设备研制开发，拓展一个新的制造领域应该是大有作为的。井下综合采掘设备是实现一井一面生产高效、安全、人少、高回采率、集约生产的需要。中厚煤层和厚煤层占我国可开采储量80%以上，这是综采的主体。而负担综采工作的采准巷道的综合掘进工作必须先行，这就要求必须有高可靠性、较高的适应性的高效率掘进设备。由辽宁工程技术大学和沈阳矿山机械（集团）有限责任公司共同研制的EBZ160掘进机正是本着这一出发点进行的。二、研制的目的和内容研制缓倾斜煤层条件下使用的半煤岩掘进机，经济切割煤岩的单向抗压强度80MPa；适用于煤、半煤岩或岩层的切割。为综采工作的采准巷道综掘作业提供综掘设备，具有高效、高可靠性、高适用性的产品。1 机型确定机型确定为悬臂式部分断面掘进机，具有结构紧凑，适应性强，使用维护方便等优点，能满足国内大多数煤矿需求。截割方式选用纵轴式可伸缩式，具有生产能力大，切割断面光滑平整，顶板维护方便，能在履带静止时获得较大推进力，避免履带重复工作。2 掘进断面确定该机主要是为综采工作面采准巷道掘进服务的机械设备，同时考虑最大的适用性，确定可掘进断面为7.224m2，宽度35m，高度2.44.8m。3 截割功率及牵引力、牵引速度的确定考虑适用半煤岩和岩层硬度80MPa、f 67的工况，截割功率确定为160KW，并提供两种截割转速。牵引力考虑到爬坡、进给及拖拉转载设备，确定为24吨，牵引速度定为快速7.8m/min，慢速4.5m/min。4 主要技术参数确定截割电机： 160/80kW泵站电机： 55kW截割头转速： 23/46rpm定位截割范围： 高度 2.44.8m 宽度 3.05.0m截割煤岩单向抗压强度： 80MPa（煤岩或岩体）接地比压： 0.14MPa总重： 45t总长： 9.13m总宽： 2.9m总高: 1.82m星轮转速： 27rpm装载能力： 3.4m3/min第一运输机速度： 56m/min行走速度： 7.8/4.5m/min爬坡能力： 16液压泵： 齿轮泵油箱容积： 500L液压系统压力： 最大20.6MPa供电电压： 1140V/660V5 EBZ160掘进机主要组成部分EBZ160掘进机主要分截割机构、装载机构、行走机构、输送机构、喷雾系统、液压系统和电控系统等几大部分。5.1 截割机构是掘进机直接截割煤岩的装置，由头体、螺旋叶片、齿座和截齿组成。EBZ160截割机构采用可伸缩式，能在履带静止时获得较大推进力，避免履带重复工作；截割头采用圆锥台式，有利于钻进和摆动截割，并能保证巷道的平整；截割头采用镐形截齿，破岩、过断层能力强，减少截割震动，增强了及其工作的稳定性；截割机构由YBUD-160/80-4/B型双速水冷电动机驱动，电动机转速可根据地质情况选用23r/min或46r/min。5.2 装载机构亦称铲板部由铲板、星轮及液压马达组成。铲板由铲板本体和两个侧铲板组成，可拆卸，方便井下运输、安装。5.3 行走部采用常用的履带式行走机构，由配有制动装置的液压马达驱动。该机构适用于底板不平或松软的条件，不需要修路铺轨，具有牵引能力大，机动性能好，工作可靠，调动灵活和对底板适应性好等优点。5.4 EBZ160掘进机采用刮板链式输送机构。输送机构由机尾向机头方向倾斜向上布置。以机尾为主动轴，由设置在机尾的液压马达驱动装载机构工作，间接地从输送机构的机尾为主动轴，带动刮板链式输送机工作。5.5 掘进机液压系统为泵缸和泵马达组成的混合系统，故采用开式系统。该液压传动系统的工作可靠性高；配备过载保护装置，以防止掘进机和液压元件的损坏；能适应负载变化大的要求，过载能力强；传动功率大，结构紧凑；控制方式简便集中，便于使用，维护和检修。5.6 电气系统的设计。根据电机工作性质及功率，减少电机综保数量；增加漏电检测装置，任何电机出现漏电现象，PLC系统将停止正在进行的工作，提高安全性能；对电气元器件进行核查，采用新型产品，如真空接触器、瓦斯保护装置、电机综保等；对截割电机负荷检测设计为75%、100%、125%、150%，使产品性能符合煤矿生产要求；对电气开关箱的设计，注意要有足够的结构强度，确保开关箱通过水压试验和防爆试验。5.7 该机主截割电机采用双速、双功率，电压可适用于1140V，也可适用于660V，并备有锚杆和二运的可控电源。电控系统采用了可编程程序控制器，PLC作为主控器。具有工况检测和故障诊断显示功能。5.8 配有高压喷水装置，有效抑制截割时产生的粉尘。5.9 可根据用户需要设锚杆液压接口，驱动液压锚杆钻机作业。三、设计原则在深入用户进行使用情况调研的基础上，本着产品高可靠性和较高使用性的要求，本次设计遵循以下原则：a）采用世界名牌配套元部件进行产品的改进，根据这些元部件的技术要求进行图纸设计，以提高掘进机整体技术水平和质量。 b）结构设计及参数确定。液压部采用带报警装置的自锁式吸油过滤器，可在油箱外更换滤芯，方便操作，报警装置可及时提醒操作者更换堵塞的滤芯。解决了原在油箱内更换滤芯的不利方式。所有油缸底座和活塞杆的铰接耳轴采用一体锻造成型，提高了油缸的承载强度。油箱内部设置温度报警装置，在油温超过75时，可及时提醒操作者停机检查。泵分别选用CBZ2050/2040/2032三联齿轮泵和CBZ2063/2050双联齿轮泵，提高了泵的排量，使行走速度达到7.8m/min和4.5m/min。c）材料的选取。国内目前掘进机传动箱齿轮多采用30CrMoTi、20MnV等合金材料，近年来也有采用20Cr2Ni4来改进齿轮性能。该掘进机采用适用于耐冲击、低速、大扭矩的优质合金钢18Cr2Ni4WA，配合先进的加工工艺和热处理工艺，极大的提高了齿轮的承载能力和使用寿命，使其特别适合存在冲击载荷的工况。 d）强化试验考核，提升试验标准。为严格控制出厂产品质量，配套设计了水冷风动摩擦加载试验台和液压油缸出厂检验试验台，可按照实际工况检测考验截割部、行走部的各项性能和油缸及关键液压元部件的性能。同时制定了严格的检验标准，其中多项检验项目高于行业标准。四、样机研制与程序和进度 EBZ160型掘进机设计过程中，在保证掘进机可靠性的前提条件下，充分利用国内外成熟技术，采用了已经被实践证明的可靠元部件，这样大大地缩短了设计周期，提高了样机的可靠性。在样机试制过程中，充分证明了EBZ160型掘进机的